Nuklearne elektrane. Nuklearne elektrane Ukrajine. Nuklearne elektrane u Rusiji

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Moderne energetske potrebe čovječanstva rastu gigantskim tempom. Povećava se njegova potrošnja za rasvjetu gradova, za industrijske i druge potrebe nacionalne privrede. U skladu s tim, sve više čađi iz sagorijevanja uglja i lož ulja emituje se u atmosferu, a efekat staklene bašte se povećava. Osim toga, posljednjih godina sve se više govori o uvođenju električnih vozila, što će također doprinijeti povećanju potrošnje električne energije.

Nažalost, ekološki prihvatljive HE nisu u stanju da pokriju tako gigantske potrebe, a dalje povećanje broja termoelektrana i termoelektrana jednostavno nije preporučljivo. Šta učiniti u ovom slučaju? I nema mnogo toga za birati: nuklearne elektrane, ako pravilno rade, odličan su izlaz iz energetskog ćorsokaka.

Uprkos tome što se dogodilo u Černobilju, čakSvjesni nedavnih neuspjeha Japana, naučnici širom svijeta priznaju da je mirni atom jedino rješenje za nadolazeću energetsku krizu danas. Široko reklamirani alternativni izvori energije ne daju ni stoti dio količine električne energije koja je svijetu potrebna svaki dan.

Osim toga, čak ni eksplozija nuklearne elektrane u Černobilu nije izazvala ni stoti dio štete po okoliš, što se bilježi čak i kod jedne katastrofe na naftnoj platformi. Incident sa BP-om je jasna potvrda ovoga.

Princip rada nuklearnog reaktora

Izvor toplote su gorivni elementi - TVEL. Zapravo, radi se o cijevima od legure cirkonija, koja je blago podložna degeneraciji čak i u zoni aktivne fisije atoma. Unutra se stavljaju tablete uran dioksida ili zrna legure uranijuma i molibdena. Unutar reaktora, ove cijevi su sastavljene u sklopove, od kojih svaki sadrži 18 gorivnih elemenata.

Ukupno može biti skoro dvije hiljade sklopova, a postavljaju se u kanale unutar grafitnog zida. Oslobođena toplota se sakuplja rashladnom tečnošću, a u savremenim nuklearnim elektranama postoje dva cirkulacijska kruga. U drugom od njih voda ni na koji način ne stupa u interakciju s jezgrom reaktora, što značajno povećava sigurnost strukture u cjelini. Sam reaktor se nalazi u oknu, a napravljena je posebna kapsula za zidanje grafita od iste legure cirkonijuma (30 mm debljine).

Cijela konstrukcija počiva na izuzetno masivnoj podlozi od betona visoke čvrstoće, ispod koje se nalazi bazen. Služi za hlađenje nuklearnoggorivo u slučaju nesreće.

Princip rada je jednostavan: gorivi elementi se zagrevaju, toplota iz njih se prenosi na primarnu rashladnu tečnost (tečni natrijum, deuterijum), nakon čega se energija prenosi u sekundarni krug, unutar kojeg voda cirkuliše ispod ogroman pritisak. Odmah proključa, a para vrti turbine generatora. Nakon toga, para ulazi u kondenzatorske uređaje, ponovo prelazi u tečno stanje, nakon čega se ponovo šalje u sekundarni krug.

Historija stvaranja

U drugoj polovini 1940-ih, u SSSR-u su uloženi svi napori da se stvore projekti koji uključuju mirnodopsku upotrebu atomske energije. Čuveni akademik Kurčatov, govoreći na redovnoj sednici Centralnog komiteta KPSS, izneo je predlog da se atomska energija koristi za proizvodnju električne energije, koja je zemlji, koja se oporavlja od užasnog rata, bila preko potrebna.

1950. godine počela je izgradnja nuklearne elektrane (prva u svijetu, inače), koja je postavljena u selu Obninskoye, u Kaluškoj oblasti. Četiri godine kasnije, ova stanica, koja je imala kapacitet od 5 MW, uspješno je puštena u rad. Jedinstvenost događaja je i u tome što je naša zemlja postala prva država na svijetu koja je uspjela efikasno koristiti atom isključivo u miroljubive svrhe.

Nastavite sa radom

Već 1958. godine započeli su radovi na projektovanju Sibirske nuklearne elektrane. Projektni kapacitet se odmah povećao za 20 puta i iznosio je 100 MW. Ali jedinstvenost situacije nije ni u tome. Kada je stanica predata, njen povrat je bio 600 MW. Naučnici u samo pargodine uspjeli toliko unaprijediti projekat, a nedavno se takva izvedba činila potpuno nemogućom.

Međutim, nuklearne elektrane na prostranstvima Unije tada nisu rasle ništa gore od gljiva. Dakle, nekoliko godina nakon Sibirske nuklearne elektrane, puštena je u rad nuklearka Beloyarsk. Ubrzo je izgrađena stanica u Voronježu. 1976. puštena je u rad nuklearna elektrana Kursk, čiji su reaktori ozbiljno modernizirani 2004.

Uglavnom, nuklearne elektrane su građene na planski način tokom cijelog poslijeratnog perioda. Samo je katastrofa u Černobilu mogla usporiti ovaj proces.

Kako je bilo u inostranstvu

Ne treba pretpostaviti da su se takvi razvoji odvijali isključivo u našoj zemlji. Britanci su bili itekako svjesni koliko nuklearne elektrane mogu biti važne, te su stoga aktivno radili u tom smjeru. Tako su već 1952. godine pokrenuli vlastiti projekt razvoja i izgradnje nuklearnih elektrana. Četiri godine kasnije, grad Calder Hall postao je prvi engleski nuklearni grad sa vlastitom elektranom od 46 MW. Godine 1955. nuklearna elektrana je svečano puštena u rad u američkom gradu Shippingport. Njegova snaga bila je jednaka 60 MW. Od tada su nuklearne elektrane započele svoj trijumfalni marš širom svijeta.

Prijetnje mirnom atomu

Prva euforija od kroćenja atoma ubrzo je zamijenjena tjeskobom i strahom. Naravno, nuklearna elektrana u Černobilu je bila najteža katastrofa, ali tu je bila i elektrana Majak, nesreće s nuklearnim reaktorima u nuklearnim podmornicama, kao i drugi incidenti za koje za mnoge vjerovatno nikada nećemo saznati. Posljedice ovih nesrećanatjerao ljude da razmišljaju o podizanju nivoa kulture u korištenju atomske energije. Osim toga, čovječanstvo je još jednom shvatilo da nije u stanju da se odupre elementarnim silama prirode.

Mnoga svetila svetske nauke već duže vreme raspravljaju o tome kako nuklearne elektrane učiniti sigurnijim. U Moskvi je 1989. godine sazvana svjetska skupština, na osnovu rezultata sastanka doneseni su zaključci o potrebi radikalnog pooštravanja kontrole nad nuklearnom energijom.

Danas, globalne zajednice pomno prate kako se poštuju svi ovi sporazumi. Međutim, nikakva količina promatranja i kontrole ne može spasiti od prirodnih katastrofa ili banalne gluposti. To je još jednom potvrdila nesreća u Fukušimi-1, zbog koje su se stotine miliona tona radioaktivne vode izlile u Tihi okean. Generalno, Japan, u kojem je nuklearna elektrana jedino sredstvo za obezbjeđivanje gigantskih potreba industrije i stanovništva električnom energijom, nije odustao od programa izgradnje nuklearne elektrane.

Klasifikacija

Sve nuklearne elektrane se mogu klasificirati prema vrsti proizvedene energije, kao i prema modelu njihovog reaktora. Takođe se uzima u obzir stepen sigurnosti, vrsta konstrukcije, kao i drugi važni parametri.

Ovako se klasifikuju prema vrsti proizvedene energije:

• Nuklearne elektrane. Jedina energija koju proizvode je električna energija.
• Nuklearne termoelektrane. Osim električne energije, ovi objekti proizvode i toplinu, što ih čini posebno vrijednim za primjenu u sjevernim gradovima. Tamo radi nuklearna elektranaomogućava oštro smanjenje zavisnosti regije od zaliha goriva iz drugih regija.

Potrošeno gorivo i druge karakteristike

Najčešći su nuklearni reaktori koji koriste obogaćeni uranijum kao gorivo. Rashladno sredstvo je laka voda. Takvi reaktori se nazivaju reaktori na laku vodu, a postoje dvije vrste. U prvom slučaju, para koja se koristi za rotaciju turbina formira se u jezgri reaktora.

Za formiranje pare u drugom slučaju koristi se sistem hladnjaka, zbog kojeg voda ne ulazi u jezgro. Inače, razvoj ovog sistema počeo je već 50-ih godina prošlog veka, a kao osnova za njega poslužila su američka vojna dešavanja. Otprilike u isto vrijeme, SSSR je razvio reaktor prvog tipa, ali sa umjerenim sistemom, u čijoj su ulozi korištene grafitne šipke.

Tako je nastao plinski hlađeni reaktor koji koriste mnoge nuklearne elektrane u Rusiji. Naglo ubrzanje izgradnje stanica ovog modela bilo je zbog činjenice da su reaktori proizvodili plutonijum za oružje kao nusproizvod. Osim toga, čak i običan prirodni uranijum, čija su nalazišta u našoj zemlji veoma velika, pogodan je kao gorivo za ovu sortu.

Drugi tip reaktora koji je prilično rasprostranjen širom svijeta je model teške vode koji se pokreće prirodnim uranijumom. U početku su takve modele stvarale gotovo sve zemlje koje su imale pristup nuklearnim reaktorima, alidanas je među njihovim eksploatatorima samo Kanada u čijim se nedrima nalaze najbogatija nalazišta prirodnog uranijuma.

Kako su reaktori poboljšani?

Prvo, običan čelik je korišten za proizvodnju obloga gorivih šipki i cirkulacijskih kanala. U to vrijeme još se nije znalo za legure cirkonija, koje su mnogo bolje prikladne za takve svrhe. Reaktor je hlađen vodom dovedenom pod pritiskom od 10 atmosfera.

Para puštena u isto vrijeme imala je temperaturu od 280 stepeni. Svi kanali u kojima su se nalazile gorivne šipke napravljene su odstranjivim, jer su se relativno često morale mijenjati. Činjenica je da se u zoni djelovanja nuklearnog goriva materijali prilično brzo podvrgavaju deformaciji i uništavanju. Zapravo, strukturni elementi u jezgru su projektovani za 30 godina, ali u takvim slučajevima optimizam je neprihvatljiv.

Šipke za gorivo

U ovom slučaju, naučnici su odlučili da koriste varijantu sa jednostranim cevastim hlađenjem. Ovaj dizajn dramatično smanjuje šanse da proizvodi fisije dođu u krug za izmjenu topline čak i u slučaju oštećenja gorivnog elementa. Isto nuklearno gorivo je legura uranijuma i molibdena. Ovo rješenje je omogućilo stvaranje relativno jeftine i pouzdane opreme koja može stabilno raditi čak i na značajno povišenim temperaturama.

Chernobyl

Ma koliko čudno izgledalo, ali zloglasni Černobil, čija je nuklearna elektrana postala simbol katastrofa koje je napravio čovjek prošlog stoljeća, bio je pravi trijumf nauke. U to vrijeme u njegovoj konstrukciji i dizajnu korištene su najnaprednije tehnologije. Samo snaga reaktora dostigla je 3200 MW. Gorivo je također bilo novo: obogaćeni prirodni uran-dioksid prvi put je korišten u nuklearnoj elektrani Černobil. Jedna tona takvog goriva sadrži samo 20 kilograma uranijuma-235. Ukupno je u reaktor ubačeno 180 tona uran-dioksida. Još uvijek se ne zna tačno ko je i u koju svrhu odlučio provesti eksperiment na stanici koji je bio u suprotnosti sa svim zamislivim sigurnosnim pravilima.

Nuklearne elektrane u Rusiji

Da nije bilo katastrofe u Černobilu, kod nas bi se (najvjerovatnije) i dalje nastavio program najšire i najraširenije izgradnje nuklearnih elektrana. U svakom slučaju, to je bio pristup planiran u SSSR-u.

Uopšteno govoreći, odmah nakon Černobila, mnogi programi su počeli da se masovno sužavaju, što je odmah dovelo do povećanja cijena za mnoge "ekološki prihvatljive" vrste nosača topline. U mnogim oblastima bili su primorani da se vrate izgradnji termoelektrana, koje (uključujući) čak i rade na ugalj, nastavljajući da monstruozno zagađuju atmosferu velikih gradova.

Sredinom 2000-ih, vlada je ipak shvatila potrebu za razvojem nuklearnog programa, jer bez njega bi bilo jednostavno nemoguće obezbijediti mnoge regije naše zemlje potrebnom količinom energije.

Koliko nuklearnih elektrana danas imamo u našoj zemlji? Samo deset. Da, sve su to ruske nuklearne elektrane. Ali čak i ovaj broj generiše više od 16% energije koja se trošinaših građana. Kapacitet svih 33 elektrane koji rade u sklopu ovih nuklearnih elektrana je 25,2 GW. Gotovo 37% potreba za električnom energijom naših sjevernih regija pokrivaju nuklearne elektrane.

Jedna od najpoznatijih je Lenjingradska nuklearna elektrana, izgrađena davne 1973. godine. Trenutno je u toku intenzivna izgradnja druge faze, koja će omogućiti povećanje izlaznog kapaciteta (4 hiljade MW) najmanje dva puta.

ukrajinske nuklearne elektrane

Sovjetski Savez je učinio mnogo, uključujući i za razvoj energetike u sindikalnim republikama. Dakle, Litvanija je svojevremeno dobila ne samo odličnu infrastrukturu i mnoštvo industrijskih preduzeća, već i nuklearnu elektranu Ignalina, koja je do 2005. godine bila prava „kokoška sa šapama“, koja je gotovo cijeloj b altičkoj regiji pružala jeftine (i vlastite!) Energija.

Ali glavni poklon je napravljen Ukrajini, koja je dobila četiri elektrane odjednom. Zaporoška NE je generalno najmoćnija u Evropi, isporučujući 6 GW energije odjednom. Uglavnom, ukrajinske nuklearne elektrane daju joj mogućnost da se samostalno snabdijeva strujom, čime se Litvanija više ne može pohvaliti.

Sada rade sve iste četiri stanice: Zaporožje, Rivne, Južno-Ukrajinska i Hmeljnicki. Suprotno uvriježenom mišljenju, treći blok černobilske nuklearne elektrane nastavio je sa radom do 2000. godine, redovno snabdijevajući regiju električnom energijom. U ovom trenutku, 46% sve ukrajinske električne energije proizvode ukrajinske nuklearne elektrane.

Čudne političke ambicije vlasti u zemlji dovele su do toga da je 2011.doneta je odluka da se ruski gorivni elementi zamene američkim. Eksperiment je u potpunosti propao, a ukrajinskoj industriji je pričinjena šteta od skoro 200 miliona dolara.

Prospekti

Danas se dobrobiti mirnog atoma ponovo sjećaju širom svijeta. Čitav grad se može snabdjeti energijom iz male i primitivne nuklearne elektrane, koja troši oko 2 tone goriva godišnje. Koliko će gasa ili uglja morati da se spali u istom periodu? Dakle, izgledi za tehnologiju su ogromni: tradicionalne vrste energije stalno rastu u cijeni, a njihov broj se smanjuje.